【正文】 第 1 頁 共 87 頁 目 錄 第一章 緒論 ........................................................ 3 第二章 電氣主接線的方按及論證 ....................................... 5 第一節(jié) 6～ 220KV 主接線 ................................................... 5 第二節(jié) 主接線的選擇與設計 .............................................. 12 第三節(jié) 變壓器接地方式 .................................................. 16 第三章 變電所電力變壓器的選擇 ...................................... 17 第一節(jié) 電力變壓器的選擇 ................................................ 17 第二節(jié) 功率因數(shù)和無功功率補償 .......................................... 18 第四章 短路電流計算 ................................................ 22 第一節(jié) 短路電流計算的概述 .............................................. 22 第二節(jié) 短路電流的計算 .................................................. 24 第五章 變電所一次設備的選擇 ........................................ 27 第一節(jié) 電氣一次設備的選擇原則 .......................................... 27 第二節(jié) 一次設備的選擇與檢驗 ............................................ 33 第三節(jié) 導體的設計 ...................................................... 43 第四節(jié) 高壓熔斷器 的選擇 ................................................ 49 第六章 高壓配電裝置 ................................................ 52 第一節(jié) 設計原則與要求 .................................................. 52 第二節(jié) 6110KV 配電裝置 ............................................... 55 第七章 變電所防雷與接地規(guī)劃 ........................................ 58 第八章 繼電保護 ................................................. 63 第一節(jié) 概述 ............................................................ 63 第二節(jié) 變壓器的保護 .................................................... 66 第三節(jié) 母線的繼電器保護 ................................................ 68 第九章 儀表規(guī)劃 ................................................... 69 設計總結(jié) ............................................. 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 ........................................................... 72 第 2 頁 共 87 頁 英文翻譯 ........................................................... 73 致謝 .............................................................. 87 第 3 頁 共 87 頁 第一章 緒論 一、 110KV 變電所的技術(shù)背景 近年來，我國的電力工業(yè)在持續(xù)迅速的發(fā)展，而電力工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的一個重要組成部分，其使命包括發(fā)電、輸電及向用戶的配電的全部過程。完成這些任務的實體是電力系統(tǒng)，電力系統(tǒng)相應的有發(fā)電廠、輸電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)及電力用戶組成。 110KV變電所一次部分的設計，是主要研究一個地方降壓變電所是如何保證運行的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性。而變電所是作為電力系統(tǒng)的一部分，在連接輸電系統(tǒng)和配點系統(tǒng) 中起著重要作用。我們這次選題的目的是將大學四年所學過的《電力工程》、《電力系統(tǒng)自動化》、《電機學》、《 電路 》等有關(guān)電力工業(yè)知識的課程，通過這次畢業(yè)設計將理論知識得以應用。 二、設計依據(jù) 這次設計的基本原則是以設計任務書為依據(jù)，以所學知識為基礎，以國家經(jīng)濟建設的方針政策，技術(shù)規(guī)范為標準，結(jié)合工程的實際情況，在保證供電可靠性、高度靈活，滿足各項技術(shù)要求的前提下。兼顧運行、維護方便，盡可能的節(jié)約投資就近取材，力爭設備和技術(shù)的先進性與可靠性，堅持可靠、先進、適用、經(jīng)濟的原則。由設計任務書給出變電所的容量、電壓等級、 出線回路，主要負荷對變電所的要求，以及該設計的內(nèi)容和范圍。這些原始資料是設計的依據(jù)，必須進行詳細的分析和研究。從而獲得主接線的框架結(jié)構(gòu)圖。依據(jù)《電力系統(tǒng)設計手冊》、《電力工程電氣設計手冊》等選擇電氣主接線圖、主變壓器及所用變壓器、電氣設備，完成設計任務書中的各項要求。 三．設計的主要內(nèi)容： 電氣主接線的設計是變電所電氣設計的主體。它與電力系統(tǒng)、變電所的動態(tài)參數(shù)、基本原始資料以及運行的可靠性、經(jīng)濟性的要求相關(guān)，并對設備的選擇、電氣設備的布置、繼電保護和控制方式等都有教大的影響。因此主接線的設計也結(jié)合電力系統(tǒng)和 變電所的具體情況，全面分析所有影響因素，正確合理的選擇主接線方案以及主變壓器、進行短路電流計算、設備選擇已經(jīng)繼電保護配置等。最后完成電氣主接線圖、保護配置圖各一張。 本設計 110KV 變電所電氣一次部分設計，其原始資料如下： 變電所類型：地方降壓變電所；電壓等級： 110KV/35KV/10KV；系統(tǒng)情況：（ 1）系統(tǒng)經(jīng)雙回線給變電所供電；（ 2）取 Sj 為 100MW,系統(tǒng)歸算為 110KV 母線的等值電抗為 。(3)系統(tǒng) 110KV 母線電壓滿足常調(diào)壓要求 . 出線回路： 110KV 側(cè)兩回（架空線） LGJ400/10KM； 35KV 側(cè) 6 回架空線； 10KV 側(cè) 8第 4 頁 共 87 頁 回電纜線 負荷情況：主要為一、二級負荷 35 KV 側(cè)：最大 30MVA，最小 18MVA，功率因數(shù) cosφ =0。 85， Tmax=4800 小時 10 KV 側(cè)：最大 16MVA，最小 10MVA，功率因數(shù) cosφ =0。 85， Tmax=4800 小時 變電所 110KV 側(cè)的功率因數(shù)為 。 四、國內(nèi)外變電站發(fā)展及應用狀況 國際上對于變電站綜合自動化的研究 ,已經(jīng)進行了多年 ,并取得了令人矚目的進展。早在七十年代末 ,日本就研制出了世界上第一套綜合數(shù)字式保護和控制系統(tǒng) SDCSⅠ。此 后 ,美國、英國、法國、德國等一些發(fā)達國家也相繼在此領(lǐng)域內(nèi)取得不同程度的進展。在八十年代初 ,美國一家電力公司研制了 IMPac 模塊化保護和控制系統(tǒng)。美國西屋公司和 EPRI 聯(lián)合研制出了 SPCS 變電站保護和控制綜合自動化系統(tǒng)。到 1984 年 ,瑞士的 BBC公司首次推出了他們的變電站綜合自動化系統(tǒng)。 1985 年 ,德國的西門子公司又推出了他們研制的第一套變電站綜合自動化系統(tǒng) LSA678。變電站綜合自動化目前在國外已得到了較普遍的應用。例如美國、德國、法國、意大利等國家 ,在他們所屬的某些電力公司里 ,大多數(shù)的變電站都實現(xiàn)了綜合自 動化及無人值班方式。 國內(nèi)是從六十年代開始研制變電站自動化技術(shù)。到七十年代初 ,便先后研制出了電氣集中控制裝置和集保護、控制及信號為一體的 四合一 裝置。在八十年代中期 ,由清華大學研制的 35KV 變電站微機保護、監(jiān)測自動化系統(tǒng)在威海望島變電站投入運行。與此同時 ,南京自動化研究院也開發(fā)出了 220KV 梅河口變電站綜合自動化系統(tǒng)。此外 ,國內(nèi)許多高等院校及科研單位也在這方面做了大量的工作推出一些不同類型、功能各異的自動化系統(tǒng)。為國內(nèi)的變電站自動化技術(shù)的發(fā)展起到了卓有成效的推動作用。 縱觀我國七、八十年代的變電站自動化發(fā) 展狀況 ,可以看到 ,初期的變電站自動化 ,只是在常規(guī)二次設備配置的基礎上增加了計算機管理功能。如 CRT 屏幕監(jiān)視、數(shù)值計算、自動巡檢打印及自動報表等。所增加的這些計算機功能并不能取代常規(guī)的操作監(jiān)視設備 ,因而這種自動化方式只能稱作計算機輔助管理。八十年代以后 ,由于微機技術(shù)的發(fā)展 ,使變電站自動化技術(shù)得到了進一步的提高 ,但是此時的自動化管理仍未涉及到繼電保護、故障錄波等功能。只是在原有 PTV 的基礎上增加了以微機為控制中心的就地功能。這種初期的自動化管理方式 ,各專業(yè)在技術(shù)上相互獨立 ,資源不能共享 ,設備設置重復 ,功能交叉覆 蓋 ,無論在技術(shù)上或是經(jīng)濟上都不盡合理。進入九十年代后 ,由于數(shù)字保護技術(shù)的發(fā)展 ,才使得變電站綜合自動化技術(shù)產(chǎn)生了一個飛躍 ,使這項技術(shù)在我國進入了實質(zhì)性發(fā)展階段。目前國內(nèi)推出的較有代表性的裝置應屬南京自動化研究院生產(chǎn)的 DSA 和南京力導電子公司生產(chǎn)的 DMP300 變電站綜合自動化系統(tǒng)。 由此可見 ,我國在變電站綜合自動化技術(shù)方面 ,發(fā)展和應用前景是非?？捎^的。 第 5 頁 共 87 頁 第二章 電氣主接線的方按及論證 變電所的電氣主接線是高壓電器設備通過接線組成的匯集分配和輸送電 能的電路。主接線代表了變電所電氣部分的主體結(jié)構(gòu)是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié) 構(gòu)的重要組成部分。它對電氣設備選擇 ,配電裝置的布置及運行的可靠性和經(jīng)濟性等都有重大的影響。本章將先介紹 6～ 220KV 高壓配電裝置的接線分別作以介紹，再結(jié)合本次設計的要求選擇合適的、經(jīng)濟的主接線。 第一節(jié) 6～ 220KV 主接線 6～ 220KV 高壓配電裝置的接線分為： 有匯流母線的接線、單母線、單母分段、雙母線、雙母分段、增設旁路母線或旁路隔離開關(guān)等。無匯流母線的接線，變壓器 線路單元接線、橋形接線、角形接線等。 6～ 220KV 高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級及出線回路數(shù)。按電壓等級的高低和回路數(shù)的多少， 有一個大致的適合范圍。 一、 單母線接線 (如圖 21) 圖 21 單母線接線方式 優(yōu)點 接線簡單清晰、設備少、操作方便；隔離開關(guān)僅在檢修設備時作隔離電壓用，不擔任其它任何操作，使誤操作的可能性減少；此外，投資少、便于擴建。 缺點 不夠靈活可靠，任意元件的故障或檢修，均需使整個配電裝置停電，單母線可用隔 第 6 頁 共 87 頁 離開關(guān)分段，但當一段母線故障時各部回路仍需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線分開后才能恢復到非故障段的供電。 適用范圍 一般只適用于 一臺變壓器的以下三種情況 ： 1） 6～ 220KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 5 回； 2） 35～ 63KV 配電裝置的出線回路不超過 3回； 3） 110～ 220KV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 2回。 二、單母線分段接線 (如圖 22) 1 優(yōu)點： 用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩條回路，有兩個電源供電； 2） 當一段母線發(fā)生故障，分 段 斷路器會自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。 缺點： 1） 當一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電； 2） 當出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越； 3） 、擴建時需向兩個方向均衡擴建。 適用范圍： 6～ 10KV 配電裝置出線回路數(shù)為 6回及以上時； 2） 35～ 63KV 配電裝置出線回路數(shù)為 4～ 8回時； 3） 110～ 220KV 配電裝置出線回路數(shù)為 3～ 4 回時。 圖 22 單母線分段接線 三、雙母線接線 (如圖 2– 3) 1 2 3 4 W OQF Ⅰ Ⅱ 第 7 頁 共 87 頁 圖 2– 3 雙母線接線（ TQF母線聯(lián)絡斷路器） 雙母線接線，其中一組 為工作母線，一組為備用母線，并通過母線聯(lián) 絡 路斷路器并聯(lián)運行，電源與負荷平均分配在兩組母線上，由于母線繼電保護的要求， 按 一般回路母線連接的方式運行。 注意 ：在進行倒閘操作時應注意，隔離開關(guān)的操作